Gęstość energii
Gęstość energii – ilość energii znajdującej się w określonej objętości[1] lub masie. Znaczenie tego terminu zależy od kontekstu, który określa w jaki sposób ta energia może zostać wydobyta – np. przez spalanie czy przeprowadzenie reakcji jądrowej.
Ponieważ samo wydobycie energii nigdy nie odbywa się ze 100% sprawnością, gęstość energii nie określa jednoznacznie efektywności danego jej źródła. Zasady termodynamiki nakładają fundamentalne ograniczenia na efektywność wszelkiego rodzaju urządzeń przetwarzających energię. Dodatkowymi czynnikami wpływającymi na efektywność mogą być koszty transportu energii, rafinacji paliw, utylizacji odpadów itp.
Rzeczywiste gęstości energii edytuj
Poniższa tabela zawiera gęstości energii różnych jej źródeł, przy uwzględnieniu wszystkich elementów procesu.
| Typ źródła energii | Gęstość energii w jednostce masy (MJ/kg) | Gęstość energii w jednostce objętości (MJ/dm³) |
|---|---|---|
| Anihilacja | 89 876 000 000 | |
| Fuzja wodoru w Słońcu | 645 000 000 | |
| Energia kinetyczna ciała o prędkości 10% prędkości światła | 450 000 000 | |
| Fuzja deuter-tryt | 337 000 000 | |
| Rozszczepienie uranu (100% U-235) | 88 250 000 | 1 500 000 000 |
| Naturalny uran (99,3% U-238, 0,7% U-235) w reaktorze powielającym[2] | 24 000 000 | |
| Uran wzbogacony (3,5% U-235) w reaktorze jądrowym | 3 456 000 | |
| Naturalny uran (0,7% U-235) w reaktorze jądrowym | 443 000 | |
| Energia kinetyczna komety uderzającej w Ziemię (minimalna)[3] | 140 | |
| Energia kinetyczna meteoroidu uderzającego w Ziemię (minimalna)[4] | 63 | |
| Energia potencjalna satelity Ziemi (na niskiej orbicie) | 33 | |
| Trotyl[5] | 4,610 | 6,92 |
| Nanoakumulator[6] | 2,54 | |
| Akumulator litowy (LiSOCl 2)[7] |
2,5 | |
| Akumulator fluorowo-jonowy[8] | 1,7 | 2,8 |
| Ciekła sól, jako zbiornik energii (w przybliżeniu) | 1 | |
| Akumulator sodowo-siarkowy[9] | 1,23 | |
| Akumulator litowo-jonowy (LiCoO 2)[10] |
0,889 | 0,71 |
| Ciekły azot, jako zbiornik energii[11] | 0,77 | 0,62 |
| Koło zamachowe, jako zbiornik energii (maksymalna uzyskiwana) | 0,5 | |
| Pocisk karabinowy (5,56 × 45 mm NATO) | 0,4 | 3,2 |
| Ciepło topnienia lodu | 0,335 | 0,335 |
| Akumulator cynkowo-bromowy[12] | 0,27 | |
| Akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy[13] | 0,250 | 0,493 |
| Akumulator niklowo-kadmowy | 0,14 | |
| Akumulator kwasowo-ołowiowy | 0,09 | |
| Superkondensator[14] | 0,0206 | 0,050 |
| Kondensator[15] | 0,002 | |
| Woda w zbiorniku na wysokości 100 m | 0,001 | 0,001 |
| Sprężyna[16] | 0,0003 | 0,0006 |
| Typ źródła energii | Gęstość energii w jednostce masy (MJ/kg) | Gęstość energii w jednostce objętości (MJ/dm³) |
Gęstości energii bez uwzględniania utleniaczy edytuj
Poniższa tabela zawiera gęstości energii paliw, które wymagają zewnętrznych utleniaczy, takich jak tlen. Podane liczby nie uwzględniają masy ani objętości tlenu biorącego udział w reakcji. W większości zastosowań można zakładać, że jest on dostępny w dowolnych ilościach w atmosferze. Podane objętości paliw gazowych dotyczą temperatury pokojowej i ciśnienia 1000 hPa.
| Typ źródła energii | Gęstość energii w jednostce masy (MJ/kg) | Gęstość energii w jednostce objętości (MJ/dm³) |
|---|---|---|
| Ciekły wodór | 143 | 10,1 |
| Gazowy wodór | 143 | 0,01079 |
| Beryl | 67,6 | 125,1 |
| LiBH4 | 65,2 | 43,4 |
| Bor[17] | 58,9 | 137,8 |
| Metan | 55,6 | 0,0378 |
| Gaz ziemny[18] | 53,6 | 10,0 |
| LPG propan[19] | 49,6 | 25,3 |
| LPG butan[19] | 49,1 | 27,7 |
| Benzyna[19] | 46,4 | 34,2 |
| Polipropylen[20] | 46,4 | 41,7 |
| Polietylen[20] | 46,3 | 42,6 |
| Ropa naftowa | 46,3 | 37,0 |
| Olej napędowy[19] | 46,2 | 37,3 |
| lit | 43,1 | 23,0 |
| Nafta lotnicza[21] | 42,8 | 33,0 |
| Biodiesel | 42,2 | 33,0 |
| Dimetylofuran[22] | 42,0 | 37,8 |
| Polistyren[20] | 41,4 | 43,5 |
| Metabolizm kwasów tłuszczowych | 38,0 | 35,0 |
| E85 (85% etanol, 15% benzyna) | 33,1 | 25,6 |
| Grafit (100% węgla) | 32,7 | 72,9 |
| Antracyt (97% węgla) | 32,5 | 72,4 |
| Krzem[23] | 32,2 | 75,1 |
| Aluminium | 31,0 | 83,8 |
| Etanol | 30,0 | 24,0 |
| Magnez | 24,7 | 43,0 |
| Bitumy[24] | 24,0 | 20,0 |
| PET[25] | 23,5 | |
| Czekolada[26] | 22,0 | |
| Metanol | 19,7 | 15,6 |
| Hydrazyna | 19,5 | 19,3 |
| Amoniak | 18,6 | 11,5 |
| PVC[20] | 18,0 | 25,2 |
| Brykiety[27] | 17,7 | |
| Metabolizm cukrów[28] | 17,0 | 26,2 |
| Wapń | 15,9 | 24,6 |
| Wysuszony kał krowi[29] | 15,5 | |
| Węgiel brunatny (65% węgla) | 14,0 | |
| Sód | 13,3 | 12,8 |
| Torf | 12,8 | |
| Odpady gospodarstw domowych[30][31] | 8,0 | |
| Drewno | 6,0 | |
| Cynk | 5,3 | 38,0 |
| Teflon | 5,1 | 11,2 |
| Żelazo | 5,2 | 40,7 |
| Akumulator cynkowo-powietrzny | 1,33 | |
| Typ źródła energii | Gęstość energii w jednostce masy (MJ/kg) | Gęstość energii w jednostce objętości (MJ/dm³) |
Zobacz też edytuj
Przypisy edytuj
- ↑ Wówczas ma wymiar ciśnienia.
- ↑ Energy Conversion. petroleum.berkeley.edu. [zarchiwizowane z tego adresu (2008-12-11)]..
- ↑ Jest to też minimalna energia potrzebna do opuszczenia Układu Słonecznego, startując z powierzchni Ziemi i poruszając się zgodnie z ruchem orbitalnym Ziemi.
- ↑ Jest to też minimalna energia potrzebna do opuszcznia pola grawitacyjnego Ziemi.
- ↑ G.F.Kinney, K.J. Graham, Explosive shocks in air, Springer-Verlag, 1985, ISBN 3-540-15147-8.
- ↑ Nanowire battery can hold 10 times the charge of existing lithium-ion battery [online], news-service.stanford.edu [dostęp 2017-11-23] (ang.).
- ↑ Inventus Power - Powering Innovation Together [online], www.nexergy.com [dostęp 2017-11-23] (ang.).
- ↑ ISTC [online], ru/istc/sc.nsf [dostęp 2021-01-01].
- ↑ A New Power Supply System Using Nas (Sodium Sulphur) Battery [online], worldenergy.org [dostęp 2021-06-09] [zarchiwizowane z adresu 2007-04-30].
- ↑ Category: Tesla Model 3 Battery Pack & Battery Cell Teardown Highlights Performance Improvements [online], insideevs.com [dostęp 2019-08-06] (ang.).
- ↑ C. Knowlen, A.T. Mattick, A.P. Bruckner and A. Hertzberg, „High Efficiency Conversion Systems for Liquid Nitrogen Automobiles”, Society of Automotive Engineers Inc, 1988.
- ↑ ZBB Energy ::.
- ↑ https://web.archive.org/web/20090930120510/http://www.movitrom.com/files_pdf/baterias/saft/NHE_en.pdf High Energy Metal Hydride Battery.
- ↑ [[Maxwell Technologies]] | Ultracapacitor Modules [online], maxwell.com [dostęp 2017-11-23] [zarchiwizowane z adresu 2008-10-08].
- ↑ Department of Computing | Faculty of Engineering | Imperial College London [online], www.doc.ic.ac.uk [dostęp 2017-11-23] [zarchiwizowane z adresu 2006-10-06] (ang.).
- ↑ Garage Door Springs [online], garagedoor.org [dostęp 2017-11-23].
- ↑ Boron: A Better Energy Carrier than Hydrogen? (28 February 2009).
- ↑ http://www.natural-gas.com.au/about/references.html Natural Gas.
- ↑ a b c d List of common conversion factors (Engineering conversion factors). ior.com.au. [zarchiwizowane z tego adresu (2010-08-25)]..
- ↑ a b c d https://web.archive.org/web/20080527234629/http://www.aquafoam.com/papers/selection.pdf.
- ↑ Energy Density of Aviation Fuel - The Physics Factbook [online], hypertextbook.com [dostęp 2017-11-23] (ang.).
- ↑ Production of dimethylfuran for liquid fuels from biomass-derived carbohydrates: Abstract: Nature.
- ↑ Global Search and download of all publications, studies, analysis and reports - Deutsche Bank Research [online], dbresearch.com [dostęp 2017-11-23] (ang.).
- ↑ Energy Density of Coal - The Physics Factbook [online], hypertextbook.com [dostęp 2017-11-23] (ang.).
- ↑ https://web.archive.org/web/20061017203028/http://www.payne-worldwide.com/pdfs/Elite_bloc_msds.pdf.
- ↑ Energetyka konwencjonalna odnawialna i jądrowa [online], fuw.edu.pl [dostęp 2018-08-06] (pol.).
- ↑ https://web.archive.org/web/20071119083231/http://www.bnm.ie/files/20061124040716_peat_for_energy.pdf Peat for Energy.
- ↑ https://web.archive.org/web/20120913095738/http://www.ebikes.ca/sustainability/Ebike_Energy.pdf.
- ↑ energy buffers. home.hccnet.nl. [zarchiwizowane z tego adresu (2010-11-26)]..
- ↑ https://web.archive.org/web/20101126092443/http://home.hccnet.nl/david.dirkse/math/energy.html energy buffers.
- ↑ Biffaward – Downloads and Links.